A dual-mode solar spectral converter CaLaGa3S6O:Ce3+,Pr3+: UV-Vis-NIR luminescence properties and solar spectral converting mechanism
A dual-mode solar spectral converter CaLaGa3S6O:Ce3+,Pr3+: UV-Vis-NIR luminescence properties and solar spectral converting mechanism
复制标题
双模太阳光谱转换器CaLaGa3S6O:Ce3,Pr3:紫外-可见-近红外发光特性及太阳光谱转换机理
DOI：
10.1039/c1jm14942c
复制
发表时间：
2012-01
影响因子：
--
通讯作者：
Su, Qiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Gongguo;Liu, Chunmeng;Wang, Jing;Kuang, Xiaojun;Su, Qiang
成功研制了一种用于硅太阳电池的双模太阳光谱转换器CaLaGa_3S_6 O：Ce ~（3+），Pr ~（3+）。系统地研究了该配合物的结构、紫外-可见-近红外光致发光的激发和发射光谱以及衰减曲线。结果表明：CaLaGa 3S 6 O：Ce 3+，Pr 3+具有两种不同的太阳光谱转换行为：量子切割（QC）（3 PJ = 0，1，2 → 1G 4 → 3 H4）和下移（DS）（1D 2 → 3FJ = 3，4），这取决于Pr 3+和Ce 3+的激发态。它几乎可以收获紫外-蓝-红（250-625 nm）光子，大大提高了太阳光谱的利用率，特别是在紫外-可见光谱区，并转换成强烈的宽近红外发射（930-1060 nm），完美匹配硅太阳能电池的最大光谱响应。我们证明了Ce 3 +/Pr 3+离子可以形成有效的供体-受体对，具有作为Si太阳能电池的全光谱太阳能转换器的高潜力，并且Ce 3+离子可以是用于捕获UV光子的有效敏化剂，并且通过具有高振子强度的Ce 3+离子的4f-5d吸收的有效能量馈送来大大增强Pr 3+离子的NIR发射。CaLaGa 3S 6 O：Ce ~（3+），Pr ~（3+）的近红外积分发光强度是Ca_2BO_3Cl：Ce ~（3+），Tb ~（3+），Yb ~（3+）（CBC）的7.78倍。我们相信这种新型的双模太阳能光谱转换器可以为硅基太阳能电池应用的先进UV-Vis-NIR荧光粉的设计开辟一条新的途径。
A promising dual-mode solar spectral converter CaLaGa3S6O:Ce3+,Pr3+ for Si solar cells has been successfully developed. The structure, photoluminescence excitation and emission spectra in the UV-Vis-NIR region, and the decay curves have been systematically investigated. The results show that CaLaGa3S6O:Ce3+,Pr3+ exhibits two distinct solar spectral converting behaviors, quantum cutting (QC) (3PJ = 0,1,2 → 1G4 → 3H4) and downshift (DS) processes (1D2 → 3FJ = 3,4), depending on different excited levels of Pr3+ and Ce3+. It can almost harvest UV-blue-red (250–625 nm) photons, greatly enhancing the utilization of solar spectrum especially in UV-Vis spectrum region, and convert into an intense broad NIR emission (930–1060 nm), perfectly matching the maximum spectral response of Si solar cells. We demonstrate that Ce3+/Pr3+ ions can form an efficient donor–acceptor pair, with high potential as full spectrum solar converter for Si solar cells, and Ce3+ ion can be an efficient sensitizer for harvesting UV photon and greatly enhancing the NIR emission of Pr3+ ion through efficient energy feeding by allowed 4f–5d absorption of Ce3+ ion with high oscillator strength. The NIR integrated emission intensity of CaLaGa3S6O:Ce3+,Pr3+ is 7.78 times as intense as that of a NIR quantum cutting phosphor Ca2BO3Cl:Ce3+,Tb3+,Yb3+ (CBC). We believe this new dual-mode solar spectral converter may open a new route to the design of advanced UV-Vis–NIR phosphors for Si based solar cell applications.
登录
查看更多内容
影响因子：
--
作者：
Qiuhong Zhang;Jing Wang;Gong-guo Zhang;Q. Su
通讯作者：
Qiuhong Zhang;Jing Wang;Gong-guo Zhang;Q. Su
DOI：
10.1002/zaac.19855311208
发表时间：
1985-12
期刊：
Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie
影响因子：
--
作者：
C. Teske
通讯作者：
C. Teske
影响因子：
--
作者：
Peng, Mingying;Wondraczek, Lothar
通讯作者：
Wondraczek, Lothar
Tb3-Yb3共掺杂硼锗酸镧玻璃的协同下转换和近红外发光
影响因子：
2.1
作者：
Liu, X.;Ye, S.;Qiu, J.
通讯作者：
Qiu, J.
影响因子：
--
作者：
Gao, Guojun;Reibstein, Sindy;Wondraczek, Lothar
通讯作者：
Wondraczek, Lothar